网络时间隐蔽信道研究
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３ １Ｉ ＣＴＣ ． Ｐ
２１网络存储 隐蔽信道 ．
网络存储 隐蔽信道通常在网络协议 的数据包 中隐藏信息，
例如 Ｔ Ｐ Ｉ、ＨＴ Ｐ等协议。这些协议 的数 据包 中可以用 于 Ｃ ／Ｐ Ｔ
传送 隐蔽 信息 的字段包 括 ： 未使 用或预留的 Ｉ Ｐ头字段 （ 括 包
Ｔ ＯＳ字段、ＤＦ位和 ＵＲＧ位 ） Ｐ头 的扩展和填 充段 ，Ｉ ，Ｉ Ｐ标 识 和碎片偏移量，Ｉ Ｐ头的校验和字段，Ｉ Ｐ头的存活时间字段 ， 以及 Ｉ 头的 目的地址等 ；Ｔ Ｐ Ｐ Ｃ 头的标志位字段， Ｃ Ｔ Ｐ的重字段 ， Ｔ Ｐ的初始序列号字段 ，Ｔ Ｐ头的时间戳选项等 ；Ｈ Ｔ Ｃ Ｃ Ｔ Ｐ头的
１１隐蔽信道定义 ．
隐蔽信道的概念最初由 Ｌ ｍ ｓｎ １７ ａ ｐｏ 在 ９３年提出 ，其给出的隐蔽信道定义为本意不是用来传送信息的通信信道。在 这篇开
创性 的文章 中，Ｌ ｍ ｓｎ列举了 ７ ａ ｐｏ 种泄 露信息的方法，并建立了一套 限制程序的规则 以应对这些泄露方法。 自Ｌ ｍ ｓｎ ａ ｐ ｏ 首次提 出 隐蔽信道概念 以来 ，研 究人 员针对隐蔽信道给出了多种不同的定义。Ｔ Ｓ Ｃ２对隐蔽信道的定义是 ：允许进程 以违背系统安全策 ＣＥ ＿
旦 发现有异常行为就会将他们单独囚禁 ，这会导致逃跑计划失败 。图 １ 描述了囚犯问题。
●
收稿时间： ０２ ０—２ ２ １ — ７ １
基金项 目： 国家自 然科学基金 ［ ８ ０ ８ 、Ｇ ２ １ ２、中国科学院战略性先导专项子课题海云信息安全共性 关键技 术研究 【 Ａ ６ １７ ２ ７ ９ ０ ４ ０ １０］ ０ ＸＤ ０ ０ ０ ０ ］ 作者简介： 汪婧 （９ ６ ） １ ８ 一 ，女，浙 江，博 士研 究生，主要 研究方向：网络与系 统安全 ； 高能 （ ９ ６ ） １７ 一 ，女，陕西，副教授 ，博士，主要研究方向 信息对抗理论与技术 ； 林碌锵 （ ９ ８ ） １７ 一 ，男， 福建，助理研 究员，博士，主要研究方向 ：网 与系统安全 ； 络 管乐 （ ９ ７ ） ，陕西，博士研 究生 １８ 一 ，男
（中 国科 学 院信 息 工 程 研 究 所 信 息 安 全 国 家 重 点 实验 室 ，北 京 １０ ９ ０ １５） 摘 要 ：文 章首先介 绍 隐蔽信道 的基本概 念 以及 网络 隐蔽信 道的研 究现状 ，然后 着重总 结几种典 型的 网
络 时 间隐蔽信道 ，最后 综述 网络时 间隐蔽信道 领域 中经典 的防御技 术和 方法 。文章试 图为该研 究方 向勾勒 出
公 开信 道
公 开 ＋隐 蔽 信 道
ｆ 改 过 的 ） 开 ＋隐 蔽 更 公 信道
公 开 信 道
等人具体分析了这种隐蔽信道 ，将其划分为两类 ： 确定信道 和
非确定信道，并 基于包延迟分布计 算了非确定信道的最 大传输
率。Ｃ ｂ ｋ ａ ｕ 在其博士论文中还提 出了＿种基于时间重放的时间 一
主要 研 究 方 向 ：网络 与 系统 安 全。
—
—
＿１ ＿６ ｌ Ｉ０
第２ 次 计 机 全 术 流 《 § ／２ ２ 第 ８ ７ 全国 算 安 学 交 会 目 》 ｜ （年 ０ 】 １ 期
隐蔽 消息
共 享秘 密
隐 蔽消 息
称为 Ｉ Ｃ Ｃ Ｐ Ｔ Ｐ Ｔ 。Ｉ Ｃ Ｃ使用 了基于时间间隔的编码方案 ： 在特 定时间间隔内，发送一个数据包代表 … ’ １ ，不发送数据 包代表 … 。这种编码方 案虽然 简单 ，但却是启发 式的。之后，Ｙ ｏ ０’ ａ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｔ ａ ｔ Ｔｈｉ ｐｅ ｒｔｙ ｉｔｏ ｕ ｅ ｈｅｃ ｎ ｅ ｏｖ ｒ ｈ ｎ ｅ ， ｎｄｔ ｎ ｉ ｅ ｎ ｏ ｅｖｉｗ ｆｎｅｗ ｏ ｋ ｓｐａ ｒｆ ｓｌ ｎｒ ｄ ｃ ｓｔ ｏ ｃ ｐｔ ｃ ｅ ｔ ａ ｎ ｌ ａ ｉ ｏｆ ｃ ｈｅ ｇ ｖ ｓａ ｖ ｒ ｅ ｏ ｔ ｒ — ｂａ ｅ ｏ ｅｔｃ ａ ｎ ｌ． ｅ ｔｉ ｕ ｍ ａｉｅ ｅ ｅａ ｉａ ｔ ｒ － ｓ ｄｃ ｖ ｒ ｉ ｉｇ ｃ ａ ｎｅｓ Ｆｉａｌ，ｉ ｓｒ ｅ ｓ ｓ ｄｃ ｖ ｒ ｈ ｎ ｅｓ Ｎ ｘ， ｔ ｍ ｓ ｒｚ ｓｓ ｖ ｒ ｌｙｐ ｃ ｌ ｔ ｎｅｗｏ ｋｂａ ｅ ｏ ｅ ｔｍ ｎ ｈ ｎ ｌ． ｎ ｌｙ ｔ ｕ ｖ ｙ ｔ ｔｅ ｃａ ｓｃ ｃ ｕ ｔｒ ａ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅｄ ｏｆｎｅｗｏ ｋ— ｓ ｄ ｃ ｖ ｒ ｉ ｉｇ ｃ ｎｎ ｌ． ｈ ｌｓ ｉ ｏ ｎ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓｉ ｈｅｆ ｌ ｔ ｒ ｂａ ｅ ｏ ｅ ｔｔｍ ｎ ｈａ ｅｓ Ｔｈｉ ｐｅ ｔｅ ｔ ｏ ｇｖｅａ ｉ ｓｐａ ｒａｔ ｍｐ ｓｔ ｉ
ＷＡＮＧ ｎ ， ＡＯ Ｎｅ ｇ Ｌ Ｎ ｉｇＱｉｎ ， Ｊ ｇ Ｇ ｎ ， Ｉ Ｊ — ａ ｇ ＧＵＡＮ Ｌ ｉ ｎ ｅ
（ ｔ ｅ ｅ Ｌ ｂ ｒｔ ｙ ｆ ｎ ｒ ａｉ Ｓ ｃ ｒ ， ｓ ｔ ｅ ｆ ｎ ｒ ａｉ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｔ ｅ ｈ ｅｅ ｃｄ ｍ ｏ Ｓ ｉ ｃｓ Ｓ ｔＫ ｙ ａ ｏａ ｒ ｏ Ｉ ｏｍ ｔ ｎ ｅ ｕｉ Ｉ ｔ ｔ ｏｌ ｏｍ ｔ ｎ ｎ ｉ ｅｉ ， ｈ ｉ ｓ Ａ ａ ｅ ｙ ｆ ｃ ｎｅ ａ ｏ ｆ ｏ ｔ ｎｉ Ｎ ｕ ｆ ｏ ｎ ｎ Ｃ ｎ ｅ ， Ｂｅ ｉ ０ １ ５ Ｃ ／ａ） ｉｎ ０ ９， ｈｎ ｊ ｇ１
根据 传统 隐蔽信道的划分方 法，网络隐蔽信道也包括存 储 隐蔽信道 以及时间隐蔽信道。
隐蔽信道通常需要攻破主机或操作系统，而被动时间隐蔽信道 只需要把调制设备合 理放置于计算 机外 围设备 （ 例如放置在输 ＾ 、 设备中，通过调制按键信息的时问特性 ，传送 隐蔽消息 ） 。
本章 将介 绍四种典 型的被动和主动时 间隐蔽信道 ，并 具 体分析和比较这 四种信道的优 缺点。
ｃ ｍ ｐ ｅ ｅ ｓｖ ｕ ｌ ｏ ｈ ｓｒｓ ａ ｃ ｉｅ ｔｏ ， ｎ ｏ ｉ ｓａｕ ｅｕｌ ｅ ｅｅ ｃ ｏ ｅｒ ｓ ａｃ ｅ ｓ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉｅｏ ｔｉ ｆ ｒｔ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈｄｒ ｃｉ ｎ ａ ｄｐｒ ｖｄｅ ｓ ｆ ｆｒ ｎ ｅｆ ｒｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｒ ． ｎｅ ｒ ｈ
于 ２０ ０ ８年提 出了一种新 型的时间隐蔽信道 ，它模拟 了合法数
条看似无 害的公 开 通信 信道，但 实际上在公开 信道中隐藏 了一条隐蔽信道 ，用于传递私密信 息。Ａ ｉ 和 Ｂ ｂ ｌｅ ｃ ｏ 共享着一套
机制，用于确定隐蔽信道 的编码参 数以及加密和鉴别 隐藏 的信 息。Ａ ｉ 和 Ｂ ｂ有可能是同＿人，较为 常见的一个情景是黑客 ｌｅ ｃ ｏ 控制已被攻破 的主机给 自己传递受 限信 息。Ｗｅｄ 可以监控 整 ｎｙ 个网络流量 ，甚至能够更改流量以消除或扰乱隐蔽信道。
否则传送 的信息就会消失。
１３隐蔽信道通信模型 ．
１８ ９ ３年，Ｓｍｍｏ ｓ ｉ ｎ 通过研究 囚犯 问题 引入了阈下信道的概念 。文 中 Ｓｍｍｏ ｓ ｉ ｎ 给出了经典的隐蔽 通信实际模型 ： ｉｅ Ａｌ 和 ｃ Ｂ ｂ是两个被关押 的囚犯 ，看守人 Ｗｅ ｄ 监视着他们 的一言一行。他们计 划逃 出监狱，必须秘密协商逃跑 的计划，因为 Ｗｅｄ 一 ｏ ｎｙ ｎｙ
一
个较为全 面的概貌 ，为该领域 的研 究人 员提 供有益 的参考 。 关键词 ：信 息安全 ；隐蔽信道 ；网络时 间隐蔽信道
中图分 类号 ：Ｔ ３３０ 文 献标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１７ — １２（ ０ ２ ８ ０６ — ４ Ｐ９． ８ ６ １ １２ ２ １ ）０— １０ ０
Ａ ｕｒ ｅ ｆ ｅｗｏ ｋ ｂａ ｅ ｖ ｒ ｍ ｉ Ｓ ｖ ｙ ｏ ｔ ｒ － ｓ ｄ Ｃｏ ｅ ｔ Ｎ Ｔｉ ｎｇ Ｃｈａ ｎｅｓ ｎ ｌ
２２ 第 ８ ０年 ｏ １ 期＼第２ 次 国 机 全 术 流 《 童》 ７ 全 计算 安 学 交 会 ｜
曩 ｄ ｉ１ ９ ９ｊｓ ｎ１ ７ －１ ２ ２ １ ８ ０ ７ ｏ ： ０３ ６ ／ｉｓ ６ １１ ２ ０ ２０ ４
网络时 问隐蔽信 道研 究
汪婧 ，高能 ，林碌锵 ，管乐
图 １ 囚 犯 问题
１９ ９ ６年，Ｈ ｎ ｅ将这一模 型引人计 算机 网络中，Ａ ｉｅ ａｄｌ ｌ 和 ｃ
Ｂ ｂ使用了两 台联 网的计算机用于通信 】 ｏ 。他们之 间可以建立
一
隐蔽信道 ，简称为 Ｔ Ｃ Ｃ ｈ ｈ等人于 ２ ０ Ｒ Ｔ 。Ｓ ａ ０ ６年设计并实现 了键 盘装 置 Ｊｔ ｂ ｇ 它能够泄露击键信息。Ｇａｖｃｈｏ ｉｅ ｕ ， ｔｒ ｉ ｅｃｉ 等人 ｎ
Ｉ Ｃ Ｃ是 Ｃ ｂ ｋ等人于 ２ ０ ＰＴ ａｕ ０ ４年提出的第一个 Ｉ Ｐ时间隐
１２隐蔽信 道分类 ．
目前 ，隐蔽信道的分类方法有很多相关研究成果 ，其 中在学术界认可度最高、使 用频率最高的分类方 法是根据共享资源属 性划分，分为存储 隐蔽信道和时间隐蔽信道 。 存储隐蔽信道 ： 发送者直接或 间接写 目 标值 ，接收者直接或间接读 目 标值 。 时 间隐蔽信道 ：发送者通过时域上调制使用资源 （ 例如 Ｃ Ｕ） Ｐ 发送信息 ，接收者能够 观测 到并对信息进行解码 。 与存储 隐蔽信道相比，时间隐蔽信道又称为无 记忆 通道 ，它不能长久地存储信息。发送者发送的信息接收者必须 及时接收，
Ｋ ｅ ｒ ：ｉｆ ｒ ａｉｎ ｓ ｃ ｒｔ ｃ ｖ ｒ ｈ ｎ ｅ ； ｅ ｏｒ ｂａ ｅ ｏ ｅ ｍｉ ｈ ｎ ｅ ｙ ｗｏ ｄｓ ｎ ｍ ｔｏ ｅ ｕ ｉ ｏ ｙ； ｏ ｅ ｔ ａ ｃ ｌｎ ｔ ｗ ｋ— ｓ ｄｃ ｖ ｒ ｔ ｎｇｃ ａ ｎ ｌ ｔ ｉ
１隐蔽信道 基本概念
据流的统计特性 ，具有较好 的隐蔽性 。Ｗａｌ 等人以 Ｊ ｔｒｕ ｌ ｓ ｉ ｅｂ ｇ ｔ 为基础设计了一种新 的被动时间隐蔽信道 ，它可以抗 现有 的
信道检测方法 。
相 比存 储 隐蔽 信道，时间隐蔽信道 构造更 为复杂 ，隐蔽
性 更强 ，检测难 度更大 。近几 年来 网络时间 隐蔽信道 逐渐成
２网络 隐蔽 信 道 研 究 现 状
起初 ，隐蔽信道被认 为是单机 系统 的安 全威 胁，大部 分
为隐蔽信道 的研 究热点 ，下文将详尽且全 面地介 绍其构 造方
法及 相 应 的防 御 技 术 。
有关 于隐蔽信道 的研 究都是针对多 级安全 系统的。随着计 算 机网络 的繁 荣发展 ，隐蔽信道 的焦 点渐 渐转移 到计 算机 网络 协议上 。计 算机 网络 公 开信道 ，如网络协议 ，可用作隐蔽 信 道的载体。 由于因特 网拥有 巨大 的通信量 以及多种 通信 协议 ， 这使得它成 为隐蔽 信道理 想的高带 宽传 输媒 介。随着 网络 技 术的高速发展 ，网络隐蔽信道的信道容量也 随之大幅提升，而
且 这一趋 势 很 有可 能 继 续 。
３几种典型的网络时间隐蔽信道
网络 时间隐蔽信道可以分为 “ 被动”和 “ 主动”两种类型。
“ 主动”是指构造信道 的过程中产生了额外的通信流量用以传送 信息 ，而 “ 被动 ”是 指只操控 现有通信流量的时间特性用以传 送信息。总体而言，主动时间隐蔽信道传递信息更加快 速，但 是被动时间隐蔽信道较难检测。从 另 面相比较 ，主动时间
略的形式传送信息的通信信道 。Ｔ ａ 等人 给出的隐蔽信道定义较为全面 ： ｓｉ 给定一个强制安全 策略模型 Ｍ 以及其在一个操作系
统 中的解释 Ｉ ，Ｉ 中两个主体 Ｉ ｈ 和 Ｉ ｉ之 间的潜在通信是 隐蔽 的，当且仅 当模型 Ｍ 中主体 ｓ （ Ｍ） （ Ｍ） （ ） （） Ｓ Ｓ ｈ和 ｓ 之 间的通信是非法的。 ｉ
２１网络存储 隐蔽信道 ．
网络存储 隐蔽信道通常在网络协议 的数据包 中隐藏信息，
例如 Ｔ Ｐ Ｉ、ＨＴ Ｐ等协议。这些协议 的数 据包 中可以用 于 Ｃ ／Ｐ Ｔ
传送 隐蔽 信息 的字段包 括 ： 未使 用或预留的 Ｉ Ｐ头字段 （ 括 包
Ｔ ＯＳ字段、ＤＦ位和 ＵＲＧ位 ） Ｐ头 的扩展和填 充段 ，Ｉ ，Ｉ Ｐ标 识 和碎片偏移量，Ｉ Ｐ头的校验和字段，Ｉ Ｐ头的存活时间字段 ， 以及 Ｉ 头的 目的地址等 ；Ｔ Ｐ Ｐ Ｃ 头的标志位字段， Ｃ Ｔ Ｐ的重字段 ， Ｔ Ｐ的初始序列号字段 ，Ｔ Ｐ头的时间戳选项等 ；Ｈ Ｔ Ｃ Ｃ Ｔ Ｐ头的
１１隐蔽信道定义 ．
隐蔽信道的概念最初由 Ｌ ｍ ｓｎ １７ ａ ｐｏ 在 ９３年提出 ，其给出的隐蔽信道定义为本意不是用来传送信息的通信信道。在 这篇开
创性 的文章 中，Ｌ ｍ ｓｎ列举了 ７ ａ ｐｏ 种泄 露信息的方法，并建立了一套 限制程序的规则 以应对这些泄露方法。 自Ｌ ｍ ｓｎ ａ ｐ ｏ 首次提 出 隐蔽信道概念 以来 ，研 究人 员针对隐蔽信道给出了多种不同的定义。Ｔ Ｓ Ｃ２对隐蔽信道的定义是 ：允许进程 以违背系统安全策 ＣＥ ＿
旦 发现有异常行为就会将他们单独囚禁 ，这会导致逃跑计划失败 。图 １ 描述了囚犯问题。
●
收稿时间： ０２ ０—２ ２ １ — ７ １
基金项 目： 国家自 然科学基金 ［ ８ ０ ８ 、Ｇ ２ １ ２、中国科学院战略性先导专项子课题海云信息安全共性 关键技 术研究 【 Ａ ６ １７ ２ ７ ９ ０ ４ ０ １０］ ０ ＸＤ ０ ０ ０ ０ ］ 作者简介： 汪婧 （９ ６ ） １ ８ 一 ，女，浙 江，博 士研 究生，主要 研究方向：网络与系 统安全 ； 高能 （ ９ ６ ） １７ 一 ，女，陕西，副教授 ，博士，主要研究方向 信息对抗理论与技术 ； 林碌锵 （ ９ ８ ） １７ 一 ，男， 福建，助理研 究员，博士，主要研究方向 ：网 与系统安全 ； 络 管乐 （ ９ ７ ） ，陕西，博士研 究生 １８ 一 ，男
（中 国科 学 院信 息 工 程 研 究 所 信 息 安 全 国 家 重 点 实验 室 ，北 京 １０ ９ ０ １５） 摘 要 ：文 章首先介 绍 隐蔽信道 的基本概 念 以及 网络 隐蔽信 道的研 究现状 ，然后 着重总 结几种典 型的 网
络 时 间隐蔽信道 ，最后 综述 网络时 间隐蔽信道 领域 中经典 的防御技 术和 方法 。文章试 图为该研 究方 向勾勒 出
公 开信 道
公 开 ＋隐 蔽 信 道
ｆ 改 过 的 ） 开 ＋隐 蔽 更 公 信道
公 开 信 道
等人具体分析了这种隐蔽信道 ，将其划分为两类 ： 确定信道 和
非确定信道，并 基于包延迟分布计 算了非确定信道的最 大传输
率。Ｃ ｂ ｋ ａ ｕ 在其博士论文中还提 出了＿种基于时间重放的时间 一
主要 研 究 方 向 ：网络 与 系统 安 全。
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＿１ ＿６ ｌ Ｉ０
第２ 次 计 机 全 术 流 《 § ／２ ２ 第 ８ ７ 全国 算 安 学 交 会 目 》 ｜ （年 ０ 】 １ 期
隐蔽 消息
共 享秘 密
隐 蔽消 息
称为 Ｉ Ｃ Ｃ Ｐ Ｔ Ｐ Ｔ 。Ｉ Ｃ Ｃ使用 了基于时间间隔的编码方案 ： 在特 定时间间隔内，发送一个数据包代表 … ’ １ ，不发送数据 包代表 … 。这种编码方 案虽然 简单 ，但却是启发 式的。之后，Ｙ ｏ ０’ ａ
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根据 传统 隐蔽信道的划分方 法，网络隐蔽信道也包括存 储 隐蔽信道 以及时间隐蔽信道。
隐蔽信道通常需要攻破主机或操作系统，而被动时间隐蔽信道 只需要把调制设备合 理放置于计算 机外 围设备 （ 例如放置在输 ＾ 、 设备中，通过调制按键信息的时问特性 ，传送 隐蔽消息 ） 。
本章 将介 绍四种典 型的被动和主动时 间隐蔽信道 ，并 具 体分析和比较这 四种信道的优 缺点。
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于 ２０ ０ ８年提 出了一种新 型的时间隐蔽信道 ，它模拟 了合法数
条看似无 害的公 开 通信 信道，但 实际上在公开 信道中隐藏 了一条隐蔽信道 ，用于传递私密信 息。Ａ ｉ 和 Ｂ ｂ ｌｅ ｃ ｏ 共享着一套
机制，用于确定隐蔽信道 的编码参 数以及加密和鉴别 隐藏 的信 息。Ａ ｉ 和 Ｂ ｂ有可能是同＿人，较为 常见的一个情景是黑客 ｌｅ ｃ ｏ 控制已被攻破 的主机给 自己传递受 限信 息。Ｗｅｄ 可以监控 整 ｎｙ 个网络流量 ，甚至能够更改流量以消除或扰乱隐蔽信道。
否则传送 的信息就会消失。
１３隐蔽信道通信模型 ．
１８ ９ ３年，Ｓｍｍｏ ｓ ｉ ｎ 通过研究 囚犯 问题 引入了阈下信道的概念 。文 中 Ｓｍｍｏ ｓ ｉ ｎ 给出了经典的隐蔽 通信实际模型 ： ｉｅ Ａｌ 和 ｃ Ｂ ｂ是两个被关押 的囚犯 ，看守人 Ｗｅ ｄ 监视着他们 的一言一行。他们计 划逃 出监狱，必须秘密协商逃跑 的计划，因为 Ｗｅｄ 一 ｏ ｎｙ ｎｙ
一
个较为全 面的概貌 ，为该领域 的研 究人 员提 供有益 的参考 。 关键词 ：信 息安全 ；隐蔽信道 ；网络时 间隐蔽信道
中图分 类号 ：Ｔ ３３０ 文 献标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１７ — １２（ ０ ２ ８ ０６ — ４ Ｐ９． ８ ６ １ １２ ２ １ ）０— １０ ０
Ａ ｕｒ ｅ ｆ ｅｗｏ ｋ ｂａ ｅ ｖ ｒ ｍ ｉ Ｓ ｖ ｙ ｏ ｔ ｒ － ｓ ｄ Ｃｏ ｅ ｔ Ｎ Ｔｉ ｎｇ Ｃｈａ ｎｅｓ ｎ ｌ
２２ 第 ８ ０年 ｏ １ 期＼第２ 次 国 机 全 术 流 《 童》 ７ 全 计算 安 学 交 会 ｜
曩 ｄ ｉ１ ９ ９ｊｓ ｎ１ ７ －１ ２ ２ １ ８ ０ ７ ｏ ： ０３ ６ ／ｉｓ ６ １１ ２ ０ ２０ ４
网络时 问隐蔽信 道研 究
汪婧 ，高能 ，林碌锵 ，管乐
图 １ 囚 犯 问题
１９ ９ ６年，Ｈ ｎ ｅ将这一模 型引人计 算机 网络中，Ａ ｉｅ ａｄｌ ｌ 和 ｃ
Ｂ ｂ使用了两 台联 网的计算机用于通信 】 ｏ 。他们之 间可以建立
一
隐蔽信道 ，简称为 Ｔ Ｃ Ｃ ｈ ｈ等人于 ２ ０ Ｒ Ｔ 。Ｓ ａ ０ ６年设计并实现 了键 盘装 置 Ｊｔ ｂ ｇ 它能够泄露击键信息。Ｇａｖｃｈｏ ｉｅ ｕ ， ｔｒ ｉ ｅｃｉ 等人 ｎ
Ｉ Ｃ Ｃ是 Ｃ ｂ ｋ等人于 ２ ０ ＰＴ ａｕ ０ ４年提出的第一个 Ｉ Ｐ时间隐
１２隐蔽信 道分类 ．
目前 ，隐蔽信道的分类方法有很多相关研究成果 ，其 中在学术界认可度最高、使 用频率最高的分类方 法是根据共享资源属 性划分，分为存储 隐蔽信道和时间隐蔽信道 。 存储隐蔽信道 ： 发送者直接或 间接写 目 标值 ，接收者直接或间接读 目 标值 。 时 间隐蔽信道 ：发送者通过时域上调制使用资源 （ 例如 Ｃ Ｕ） Ｐ 发送信息 ，接收者能够 观测 到并对信息进行解码 。 与存储 隐蔽信道相比，时间隐蔽信道又称为无 记忆 通道 ，它不能长久地存储信息。发送者发送的信息接收者必须 及时接收，
Ｋ ｅ ｒ ：ｉｆ ｒ ａｉｎ ｓ ｃ ｒｔ ｃ ｖ ｒ ｈ ｎ ｅ ； ｅ ｏｒ ｂａ ｅ ｏ ｅ ｍｉ ｈ ｎ ｅ ｙ ｗｏ ｄｓ ｎ ｍ ｔｏ ｅ ｕ ｉ ｏ ｙ； ｏ ｅ ｔ ａ ｃ ｌｎ ｔ ｗ ｋ— ｓ ｄｃ ｖ ｒ ｔ ｎｇｃ ａ ｎ ｌ ｔ ｉ
１隐蔽信道 基本概念
据流的统计特性 ，具有较好 的隐蔽性 。Ｗａｌ 等人以 Ｊ ｔｒｕ ｌ ｓ ｉ ｅｂ ｇ ｔ 为基础设计了一种新 的被动时间隐蔽信道 ，它可以抗 现有 的
信道检测方法 。
相 比存 储 隐蔽 信道，时间隐蔽信道 构造更 为复杂 ，隐蔽
性 更强 ，检测难 度更大 。近几 年来 网络时间 隐蔽信道 逐渐成
２网络 隐蔽 信 道 研 究 现 状
起初 ，隐蔽信道被认 为是单机 系统 的安 全威 胁，大部 分
为隐蔽信道 的研 究热点 ，下文将详尽且全 面地介 绍其构 造方
法及 相 应 的防 御 技 术 。
有关 于隐蔽信道 的研 究都是针对多 级安全 系统的。随着计 算 机网络 的繁 荣发展 ，隐蔽信道 的焦 点渐 渐转移 到计 算机 网络 协议上 。计 算机 网络 公 开信道 ，如网络协议 ，可用作隐蔽 信 道的载体。 由于因特 网拥有 巨大 的通信量 以及多种 通信 协议 ， 这使得它成 为隐蔽 信道理 想的高带 宽传 输媒 介。随着 网络 技 术的高速发展 ，网络隐蔽信道的信道容量也 随之大幅提升，而
且 这一趋 势 很 有可 能 继 续 。
３几种典型的网络时间隐蔽信道
网络 时间隐蔽信道可以分为 “ 被动”和 “ 主动”两种类型。
“ 主动”是指构造信道 的过程中产生了额外的通信流量用以传送 信息 ，而 “ 被动 ”是 指只操控 现有通信流量的时间特性用以传 送信息。总体而言，主动时间隐蔽信道传递信息更加快 速，但 是被动时间隐蔽信道较难检测。从 另 面相比较 ，主动时间
略的形式传送信息的通信信道 。Ｔ ａ 等人 给出的隐蔽信道定义较为全面 ： ｓｉ 给定一个强制安全 策略模型 Ｍ 以及其在一个操作系
统 中的解释 Ｉ ，Ｉ 中两个主体 Ｉ ｈ 和 Ｉ ｉ之 间的潜在通信是 隐蔽 的，当且仅 当模型 Ｍ 中主体 ｓ （ Ｍ） （ Ｍ） （ ） （） Ｓ Ｓ ｈ和 ｓ 之 间的通信是非法的。 ｉ